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中科院开发新型高渗透耐酸纳滤(NF)膜,用于高效处理酸性废水

发表日期:2021-09-06 11:29文章编辑:国初科技浏览次数: 标签:    

贤集网8月26日讯:由中国科学院过程工程研究所万银华教授领导的研究小组开发了一种新型高渗透耐酸纳滤(NF)膜,用于高效处理酸性废水。该研究于 8 月 14 日发表在《化学工程杂志》上。

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NF是一种节能环保的工业废水处理分离技术。然而,由于酰胺键的水解,大多数市售聚酰胺 NF 膜在强酸溶液中表现出低稳定性。

在这项研究中,研究人员基于简单的表面活化辅助、多步界面聚合 (IP) 工艺制备了一种具有可调分离层特性的耐酸 NF膜。

在该策略中,使用新型低成本水性单体(3-氨基苯磺酰胺,ABSA)与均苯三甲酰氯(TMC)反应制备聚(酰胺-磺酰胺)(PASA)中间层,然后进行表面活化,最后在中间层上构建了一个无缺陷的 PASA 顶层。

ABSA 稳定的磺酰胺结构可以防止酸的直接侵蚀。重要的是,随着堆叠 PASA 层数的增加,膜表现出更好的连续性和更高的选择性,主要是因为更高的单体量可以加速 IP 过程并抑制 ABSA 和 TMC 之间的过度反应。

有趣的是,由于表面活化过程中新生 PASA 层的水解,活化的 PASA 中间层表现出增加的表面亲水性、光滑度和电负性,这可以促进后续的 IP 反应形成具有更高渗透性和盐分的无缺陷分离层拒绝。

受益于强大的尺寸排阻效应,该膜在酸性条件下表现出理想的染料截留率以及可接受的真实树脂洗脱废水的脱色效率。此外,它还表现出优异的耐酸性以及令人满意的防污性能和长期稳定性。

这项工作为提高耐酸NF膜的渗透性和防污能力提供了一种低成本策略。它有望应用于纺织和食品加工行业的酸性废水处理,IPE的罗建全教授说,该研究的通讯作者。

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